[发明专利]基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法及装置，所述方法包括：确立待检信号的形式；确立杜芬混沌振子检测系统，使系统的驱动力项形式保持与待检信号一致；以信息熵作为系统相态判断指标，以驱动力幅值作为变量，分别对比计算出在有噪声情况下和无噪声情况下的系统的信息熵与驱动力幅值的关系，得到信息熵与驱动力幅值的关系曲线；通过信息熵与驱动力幅值的关系曲线，将在有噪声情况下和无噪声情况下的系统均为相态临界状态的驱动力幅值确定为最佳驱动力。本发明利用信息熵选择合适的驱动力幅值，以确定为最佳驱动力，能够建立对目标信号敏感而对噪声免疫的杜芬振子检测系统，从而实现对相应弱信号的检测。

技术领域

本发明涉及一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法及装置，属于信号检测技术领域。

背景技术

弱信号是指淹没在背景噪声中的极其微弱的有用信号。随着科学技术的不断发展，被噪声掩盖的各种微弱信号的检测(如微振动、弱磁、微电流等)愈来愈受到人们的重视，是当前的一个科研热点。

常用的弱信号检测方法包括时频分析、统计分析、相关性分析等，但上述方法都是线性方法，采用的多是噪声抑制技术，在检测噪声背景下的弱信号时很可能会损害有用信号，使得原本微弱的信号更加难以识别，从而影响检测精度。

随着非线性学科的不断发展，非线性的弱信号检测方法不断涌现。混沌系统具有对初值敏感以及对系统外在干扰免疫的特点，对应着对弱信号敏感以及噪声免疫。杜芬振子系统作为典型的混沌系统，可用如下形式表达：

其中，F(t)为驱动力项，是杜芬振子系统的重要参数，考虑到弱信号通常以正、余弦信号形式存在，系统进一步表达为

杜芬振子系统检测的原理是：将检测系统驱动力幅值F₀设置为系统混沌态与周期态的临界值，当加入弱信号与检测系统信号形式一致时，相当于增大了驱动力F₀的值，从而使系统相态发生变化，进而识别出弱信号。

因此，对于驱动力幅值F₀的确立是检测弱信号信号的关键环节，只有选择合适的驱动力幅值F₀才能建立对目标信号敏感而对噪声免疫的杜芬振子检测系统，从而实现对相应弱信号的检测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法、装置、计算机设备及存储介质，其利用信息熵选择合适的驱动力幅值，能够建立对目标信号敏感而对噪声免疫的杜芬振子检测系统，从而实现对相应弱信号的检测。

本发明的第一目的是提供一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法。

本发明的第二目的是提供一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定装置本发明的第三目的是提供一种计算机设备。

本发明的第四目的是提供一种计算机可读存储介质。

本发明的第一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法，所述方法包括：

确立待检信号的形式；

确立杜芬混沌振子检测系统，使杜芬混沌振子检测系统的驱动力项形式保持与待检信号一致；

以信息熵作为杜芬混沌振子检测系统相态判断指标，以驱动力幅值作为变量，分别对比计算出在有噪声情况下和无噪声情况下的杜芬混沌振子检测系统的信息熵与驱动力幅值的关系，得到信息熵与驱动力幅值的关系曲线；

通过信息熵与驱动力幅值的关系曲线，将在有噪声情况下和无噪声情况下的杜芬混沌振子检测系统均为相态临界状态的驱动力幅值确定为最佳驱动力幅值。